雷电设备第七章

雷电设备第七章第1页，共40页，2023年，2月20日，星期四2.主放电和迎面流注阶段3.余辉阶段下行先导场强高，使周围空气电离，在地面或突起的物体上形成向上的迎面先导，当下行先导与迎面先导相遇，进入主放电阶段，出现强烈电荷中和过程，出现雷鸣和闪光。主放电时间短，50~100us;速度快，50~100m/us;电流大，数十至数百千安主放电之后，云层中剩余电荷沿导电通道流向大地，持续时间0.03~0.15s，电流为数百安第2页，共40页，2023年，2月20日，星期四第3页，共40页，2023年，2月20日，星期四二.雷电参数雷暴日(Td)：一年中发生雷电的天数(30-40)。雷暴小时(Th)：一年中发生雷电的小时数(100)。地面落雷密度():每平方公里地面在一个雷暴日中受到的平均雷击次数。2.雷道波阻抗

第4页，共40页，2023年，2月20日，星期四先导AAAA主放电第5页，共40页，2023年，2月20日，星期四3.雷电流幅值（I）：雷电流指雷击于低接地电阻（≤

）的物体时流过雷击点的电流。一般地区：少雷地区：I—雷电流幅值（kA)P—幅值大于I的雷电流出现的概率经验公式：第6页，共40页，2023年，2月20日，星期四4.雷电流的波前时间、波长、陡度我国在防雷设计中取波前的平均陡度：实测表明：第7页，共40页，2023年，2月20日，星期四5.雷电流极性及计算波形75~90%的雷电流是负极性，在防雷设计中一般按负极性考虑常用计算波形：(1).双指数波00.5II第8页，共40页，2023年，2月20日，星期四(2).等值斜角平顶波前0I第9页，共40页，2023年，2月20日，星期四(3).等值半余弦波前0I0.5I第10页，共40页，2023年，2月20日，星期四§7.2防雷保护装置一.避雷针和避雷线1.保护原理：当雷云放电时使地面电场畸变，在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间以影响雷电先导放电的发展方向，使雷电对避雷针放电，再经过接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。防雷保护装置：指能使被保护物体避免雷击，而引雷于本身，并顺利地泄入大地的装置。第11页，共40页，2023年，2月20日，星期四2.保护范围、绕击率雷击定向高度：雷电先导放电朝地面发展到某一高度H后，才会在一定范围内受到避雷针的影响而对避雷针放电，H称为定向高度。当h≤30m时，H=20h;当h＞30m时，H≈600m绕击率：指雷电绕过避雷装置而击中被保护物体的概率。我国有关规程推荐的保护范围对应于0.1%的绕击率。第12页，共40页，2023年，2月20日，星期四3.适用范围避雷针适宜于象变电所、发电厂那样相对集中的保护对象；避雷线主要用于架空线路那样伸展很广的保护对象。(消雷器)第13页，共40页，2023年，2月20日，星期四4.单支避雷针的保护范围

水平面上的保护范围第14页，共40页，2023年，2月20日，星期四≥＜在某一被保护物高度水平面上，其保护半径为：

—高度修正系数≤30m≤120m30＜

—避雷针高度，m第15页，共40页，2023年，2月20日，星期四5.等高双避雷针的保护范围12

水平面上的保护范围第16页，共40页，2023年，2月20日，星期四—两针联合保护范围上部边缘的最低点高度—在高度的水平面上，保护范围的最小宽度一般情况下取两针外侧的保护范围按单支避雷针的计算方法确定，两针中间的保护范围用下式求得：第17页，共40页，2023年，2月20日，星期四6.单根避雷线的保护范围第18页，共40页，2023年，2月20日，星期四≥＜单根避雷线的保护范围一侧宽度为：第19页，共40页，2023年，2月20日，星期四保护角：避雷线的铅垂线与避雷线和边导线连线的夹角第20页，共40页，2023年，2月20日，星期四二.避雷器基本分类：避雷器是一种过电压限制器，它与被保护设备并联运行，当作用电压超过一定幅值以后避雷器总是先动作，泄放大量能量，限制过电压，保护电气设备。避雷器保护间隙管式避雷器阀式避雷器普通阀式避雷器（FS/FZ)磁吹阀式避雷器(FCZ/FCD)金属氧化物避雷器(MOA)第21页，共40页，2023年，2月20日，星期四（一）.保护间隙和管式避雷器结构简单、价格低廉；熄弧能力弱、伏秒特性陡峭、难以与被保护设备配合，动作产生截波、不能保护带绕组的设备，主要用于10kV以下配电网线路的保护，往往与自动重合闸装置配合使用。保护间隙：角形保护间隙1－主间隙;2－辅助间隙3－绝缘瓷瓶0过电压波绝缘上受到的实际电压波形保护间隙的伏秒特性第22页，共40页，2023年，2月20日，星期四管型避雷器利用电弧燃烧时产生的热量使产气管里的产气材料（纤维、塑料、橡胶等）产生气体纵吹电弧，使电弧熄灭。伏秒特性陡峭、动作产生截波、放电分散性大，主要用于输电线路上绝缘比较薄弱的地方。管式避雷器：1－产气管；2－棒电极3－环电极4－导线S1－灭弧间隙S2－外间隙第23页，共40页，2023年，2月20日，星期四（二）.阀式避雷器阀式避雷器普通阀式避雷器（FS/FZ)磁吹阀式避雷器(FCZ/FCD)FS：配电型，适用10kV及以下配电网中电气设备的保护FZ：变电所型，适用220kV及以下变电所电气设备的保护FCZ：变电所型，适用330～500kV变电所电气设备的保护FCD：旋转电机型，适用旋转电机的保护第24页，共40页，2023年，2月20日，星期四

第25页，共40页，2023年，2月20日，星期四普通阀型避雷器通流容量较小，只能用于35－220kV变电站内作雷电过电压保护用，在内部过电压下不能动作磁吹式避雷器通流容量大可用于超高压变电站内，除作雷电过电压的保护外，还可作为内部过电压的后备保护第26页，共40页，2023年，2月20日，星期四1.原理结构图瓷套F—火花间隙R—非线性阀片电阻第27页，共40页，2023年，2月20日，星期四2.结构特征●火花间隙：平板间隙和磁吹式间隙单个平板火花间隙：1－黄铜电极；2－云母垫圈；3－间隙放电区普通阀式避雷器的火花间隙由多个这种间隙串联而成第28页，共40页，2023年，2月20日，星期四旋弧型磁吹间隙：主要用于FCD系列中1－永磁铁2－内电极3－外电极4－电弧灭弧栅型磁吹间隙：主要用于FCZ系列中1－磁吹线圈2－辅助间隙3－主间隙4－主电极5－灭弧栅6－分路电阻7－阀片电阻第29页，共40页，2023年，2月20日，星期四●阀片电阻：SiC阀片阀片的非线性伏安特性：00特点：流过小电流时（如工频续流），电阻大;流过大电流时（如雷电流），电阻小线性电阻阀片电阻理想情况sic（金刚砂）焙烧成Φ55－100mm园饼状第30页，共40页，2023年，2月20日，星期四1.主要特性（三）.金属氧化物避雷器（MOA）普通阀型避雷器和磁吹式避雷器的阀片是SiC阀片

MOA阀片是以ZnO为主的金属氧化物阀片第31页，共40页，2023年，2月20日，星期四SiCMOVUI系统相电压必须用火花间隙第32页，共40页，2023年，2月20日，星期四金属氧化物避雷器第33页，共40页，2023年，2月20日，星期四2.主要优点▼保护特性优越▼结构简单、体积小▼无续流，动作负载轻，能重复动作实施保护▼通流容量大▼耐污性能好第34页，共40页，2023年，2月20日，星期四§8.3.防雷接地一.接地与分类接地：指将地面上的金属物体或电气回路中的某一节点通过导体与大地保持等电位。(1).工作接地：根据电力系统正常运行需要而设置的接地。(2).保护接地：为了人身安全而将电气设备的金属外壳等加以接地，它在故障条件下才发挥作用。(3).防雷接地：用来将雷电流顺利泄入大地，以减小它引起的过电压，是防雷保护装置不可缺少的组成部分。(4).静电接地：防止由静电引起的爆炸、火灾，如贮油罐接地第35页，共40页，2023年，2月20日，星期四第36页，共40页，2023年，2月20日，星期四接地电阻接地引下线接地体包括四个部分：接地引线的电阻、接地体本身的电阻、接地体与土壤间的接触电阻、大地的溢流电阻。第37页，共40页，2023年，2月20日，星期四冲击接地电阻—对防雷接地而言，感兴趣的是流过冲击电流时呈现的电阻，称为冲击接地电阻。冲击系数雷电流幅值大、等值频率高大大大土壤局部击穿相当于接地体尺寸土壤电导高频下接地体感抗增大，阻止电流向接地体远方流动一般火花效应电感效应第38页，共40页，2023年，2月20日，星期四二.接地装置的形式自然接地装置：指现成的钢筋混凝土、铁塔基础、发电厂和变电所的构架基础等可以直接加以利用的接地物体人工接地装置垂直接地体水平接地体接地网发电厂和变电所的接地：首先根据工作接地和安全接地的要求，敷设一个统一的整个变电所和发电厂